(57)【要約】      （修正有）【課題】単一の操作子の操作であっても、これを異なる複数の入力として識別することができる入力装置を提供する。【解決手段】透過性を有するキートップ２１は、表示領域１１の上方に配置され、操作者の操作指によって押圧されることによりストローク動作する。スイッチは、キートップ２１のストローク動作を検出することにより、ストローク信号を出力する。ポジション検出部は、キートップ２１における操作指の接触位置を検出することにより、接触位置に応じて異なるポジション信号を出力する。この入力装置１は、スイッチから出力されるストローク信号と、ポジション検出部から出力されるポジション信号との組み合わせに応じて、それぞれが異なる複数の信号パターンを出力する。【選択図】図１
2007323408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力装置において、
複数の選択肢を表示領域に表示する表示部と、
前記複数の選択肢が表示される表示領域をカバーするように、前記表示部の上方に配置されており、操作者の操作指によって押圧されることによりストローク動作するとともに、透過性を有する操作子と、
前記操作子のストローク動作を検出することにより、ストローク信号を出力する操作子検出部と、
前記操作子における前記操作指の接触位置を検出することにより、接触位置に応じて異なるポジション信号を出力するポジション検出部と、
前記操作子検出部から出力される前記ストローク信号と、前記ポジション検出部から出力されるポジション信号との組み合わせに応じて、前記表示領域に表示されている複数の選択肢のうち、前記操作指の接触位置と位置的に対応して表示されている選択肢を判定する選択肢判定部と
を有することを特徴とする入力装置。
【請求項２】
前記ポジション検出部は、
それぞれが異なる波長を有する光を、異なる位置から、少なくとも前記操作子を含む領域に対して出力する複数の光出力部と、
それぞれが異なる波長の光に感応する複数の受光素子を有し、前記操作子の内部を進行した光の輝度を検出する光検出部と、
前記受光素子のそれぞれによって受光された光の輝度と、前記光出力部のそれぞれの位置とに基づいて、前記操作子における操作指の接触位置を判定する接触位置判定部と
を有することを特徴とする請求項１に記載された入力装置。
【請求項３】
前記ポジション検出部は、
それぞれが異なる周波数で明滅する光を、異なる位置から、少なくとも前記操作子を含む領域に対して出力する複数の光出力部と、
前記操作子の内部を進行する光の輝度を検出する光検出部と、
前記光検出部によって検出された光の輝度の変化周期と、前記光出力部のそれぞれの位置とに基づいて、前記操作子における操作指の接触位置を判定する接触位置判定部と
を有することを特徴とする請求項１に記載された入力装置。
【請求項４】
前記光出力部のそれぞれは、前記操作子の背面側から発光する光源で構成されることを特徴とする請求項２または３に記載された入力装置。
【請求項５】
前記光出力部のぞれぞれは、前記表示領域上に表示される画像パターンで構成されることを特徴とする請求項２または３に記載された入力装置。
【請求項６】
前記光検出部は、複数の前記操作子の内部をそれぞれ進行した光を前記光検出部において集約して検出する導光部材を有することを特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載された入力装置。
【請求項７】
表示領域に表示される選択肢を選択する入力装置において、
前記表示領域の上方に配置され、操作者の操作指によって押圧されることによりストローク動作するとともに、透過性を有する操作子と、
前記操作子のストローク動作を検出することにより、ストローク信号を出力する操作子検出部と、
前記操作子における前記操作指の接触位置を検出することにより、接触位置に応じて異なるポジション信号を出力するポジション検出部とを有し、
前記操作子検出部から出力される前記ストローク信号と、前記ポジション検出部から出力されるポジション信号との組み合わせに応じて、それぞれが異なる複数の信号パターンを出力することを特徴とする入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置に係り、特に、表示領域上に配置される複数の選択肢を操作子によって選択操作する入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、乗員に対する利便性の観点から、ナビゲーションシステム、エアコン、オーディオといった車両に搭載される機器を簡易的に操作することができる入力装置が知られている。この類の入力装置としては、例えば、タッチパネルに代表される、表示装置の表示領域に表示される選択肢を操作者が直接的に接触して操作する手法が挙げられる。この直接操作手法は、表示された選択肢そのものに触れることで選択操作を行うことができる。そのため、入力装置の使用に不慣れなユーザーであっても容易に操作を行うことができるという長所がある。
【０００３】
しかしながら、タッチパネルによる直接操作手法は、見たものを直接的に操作するという分かり易さがあるものの、表示装置の表示領域は一般的には平坦であるため、触覚的な情報に乏しいという不都合もある。そのため、操作者は視覚に大きく依存した操作を行う必要があり、選択肢を視認した後の決定、確認の段階でも視覚による認識が必要となる。そのため、自動車に搭載して使用する場合には、頻繁に使用を繰り返したとしても、視覚に依存する時間が短縮しない、即ち、前方から目を離す時間が短縮されない傾向にある。
【０００４】
そこで、タッチパネルの裏面に振動素子を設置して振動刺激を印加したり、タッチパネル全体をストローク動作可能としたりするなどの工夫によって触覚による情報を付加する手法も提案されている。しかしながら、振動を印加する手法では、操作が完了したか否かといった結果のフィードバックには効果があっても、視認した選択肢の場所を手探りで再確認することの補助にはならない。また、表示装置全体をストローク動作させる場合も、個々の選択肢の表示位置に関する情報を触覚的に伝達することは困難である。
【０００５】
そこで、選択肢を表示する表示装置の表示領域に、選択肢の大きさに合わせた略透明の可動式キートップを設置することによって、見たものを触るという利点は残しながら、選択肢の位置、操作過程、操作結果を得ることができる入力装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０８−３１５６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された手法によれば、予め設定されたキートップの数より多くの選択肢を選択操作することができないという問題がある。例えば、自動車用ナビゲーション装置において目的地を選択する場合、通常は６個程度の選択肢によって操作を行うことは可能であり、これに対応して、６個のキートップがあれば足りる。しかしながら、例えば、目的地の電話番号を入力操作することによって目的地の候補を検索する場合には、１２個の選択肢が必要となる。そこで、予め１２個の選択肢を選択操作できるように、入力装置に１２個のキートップを用意しておくことも考えられるが、必ずしもこのような状況が全てではなく、選択肢が少ない場合、例えば、選択肢が６個程度の場合には、残りのキートップが不要となってしまう。自動車のように入力装置を設置できる総面積が限定されている場合、キートップの数を増やすと、これに応じて、各キートップの操作面積が減少してしまう。そのため、操作性が悪くなるという不都合がある。この点、複数のキートップを一組のキートップとして操作することで、操作性の悪さを解消することも考えられるが、表示された選択肢がキートップ間の隙間に位置する可能性があり、操作者による操作感が低下する可能性がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、単一の操作子の操作であっても、これを異なる複数の入力操作として識別することができる入力装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために、本発明は、表示領域に表示される選択肢を選択する入力装置を提供する。この入力装置は、操作子と、操作子検出部と、ポジション検出部とを有している。操作子は、透過性を有しており、表示領域の上方に配置され、操作者の操作指によって押圧されることによりストローク動作する。操作子検出部は、操作子のストローク動作を検出することにより、ストローク信号を出力する。ポジション検出部は、操作子における操作指の接触位置を検出することにより、接触位置に応じて異なるポジション信号を出力する。この入力装置は、操作子検出部から出力されるストローク信号と、ポジション検出部から出力されるポジション信号との組み合わせに応じて、それぞれが異なる複数の信号パターンを出力する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、単一の操作子の操作であっても、その接触位置に応じて異なる信号パターンを出力することができる。これにより、単一の操作子の操作に、単一の入力機能のみならず、その接触位置に応じて複数の入力機能を割り当てることが可能となり、入力機能の向上を図ることができる。また、複数の入力に対応して操作子をそれぞれ設ける必要がないので、操作面積を減少させることがなく、操作性・操作感の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る入力装置１の全体構成を示すブロック図である。本実施形態に係る入力装置１は、例えば、車両に搭載されており、操作者（典型的には、ドライバー）が、オーディオ、エアコン、カーナビゲーションシステムといった各種の外部機器２を操作するための車両用入力装置として好適である。この入力装置１は、表示部１０と、入力部２０と、制御部４０とで構成されている。
【００１１】
表示部１０は、操作者が外部機器２を操作するための制御指令を選択する選択肢を表示させる機能を担っている。表示部１０は、薄型化の観点から、例えば、液晶表示装置を用いることができ、その上面（表示領域１１）側には、入力部２０が重ねて配置されている。
【００１２】
入力部２０は、操作者の操作指によって押圧操作されることにより、ストローク動作可能な、すなわち、上下方向へ変位可能なキートップ（操作子）２１が複数（例えば、６個）設けられており、個々のキートップ２１は、例えば、マトリクス状に配置されている。このキートップ２１は、入力部２０の背面側に位置する表示領域１１上の選択肢が視認可能となるように、導光樹脂等の透過性を有する材料で形成されている。
【００１３】
後述するように、表示領域１１に表示される選択肢は、個々のキートップ２１と位置的に対応して表示される。表示された選択肢を操作者が選択する場合には、この選択肢と位置的に対応するキートップ２１を押圧操作する。この操作により、キートップ２１がストローク動作し、後述するスイッチの状態を切り替える。キートップ２１のストローク動作は、スイッチによって電気信号に変換され、ストローク信号として制御部４０に出力される。
【００１４】
また、この入力部２０は、キートップ２１の集合体であるメイン入力機構とは独立して入力操作を行うことができるサブ操作部３８を含む。このサブ操作部３８は、例えば、スイッチ等を備えており、このスイッチが操作者によって操作されると、スイッチ操作に応じた信号が、制御部４０に対して出力される。
【００１５】
以下、本実施形態の特徴の一つである、入力部２０の詳細な構成について説明する。図２は、入力装置１の表示部１０および入力部２０の内部構成を側面側から示す説明図であり、図３は、入力装置１の表示部１０および入力部２０の正面図である。なお、説明の便宜上、図２および図３には、入力部２０が単一のキートップ２１によって構成された状態が示されている。ただし、入力部２０が複数のキートップ２１を備える場合であっても、個々のキートップ２１についても、以下の示す構成と同一の構成となる。
【００１６】
ここで、液晶表示装置である表示部１０は、液晶表示パネル１２と、バックライト１３とを主体に構成されている。液晶表示パネル１２は、液晶層と、この液晶層に走査信号およびデータ信号を印加するための電極とを有しており、制御部４０からの信号に基づいて走査電極およびデータ電極が駆動されることにより、表示領域１１に所定の画像（本実施形態では、選択肢画像）１５を表示する。バックライト１３は、液晶表示パネル１２の裏面に配置されており、ＬＥＤなどを用いることができる。バックライト１３は、制御部４０からの信号に基づいて駆動され、点灯と消灯とが適宜切り替えられる。
【００１７】
入力部２０は、キートップ２１と、ストローク機構と、第１波長光源２９と、第２波長光源３０と、光検出部３２とを主体に構成されている。ストローク機構は、ガイド機構２６と、スイッチ２７とを有している。
【００１８】
キートップ２１は、本実施形態において、矩形形状を有しており、基板２２上に設置された操作パネル２３の開口部から、その表面が露出するような格好で配置されている。操作パネル２３内部において、キートップ２１の対向する一対の辺（本実施形態では、短手方向の一対の辺（図３に示す左右の辺））には、キートップ２１に一体形成されたリブ部２４がそれぞれ設けられている。個々のリブ部２４には、図３に示すように、その縁部に凹状の切り欠き部２５が形成されている。また、基板２２には、この基板２２から柱状に起立するガイド機構２６が、リブ部２４の切り欠き部２５と位置的に対応して設けられている。このガイド機構２６は、導光樹脂等の透過性を有する材料で形成されており、水平方向の断面が、凹状の切り欠き部２５と対応した形状を備えている。これにより、切り欠き部２５とガイド機構２６とが嵌合するような格好となる。切り欠き部２５とガイド機構２６との勘合状態により、キートップ２１は、水平方向への変位が規制され、上下方向への変位、すなわち、ストローク動作が許容される。
【００１９】
キートップ２１の背面側には、基板２２上に取り付けられた一対のスイッチ２７が配置されている。個々のスイッチ２７には、スプリング等によって所定方向へ付勢されたロッド状の可動部２８が設けられている。この可動部２８を付勢力に抗して押圧することにより、スイッチ２７の状態が切り替えられる。このスイッチ２７は、キートップ２１に形成される一対のリブ部２４と位置的に対応して基板２２上に配置されているため、操作者によるキートップ２１のストローク動作を通じて、スイッチ２７の状態が切り替えられる。キートップ２１のストローク動作に応じてスイッチ２７から出力されるストローク信号は、基板２２上に設置されたプリント配線を介して、外部に出力される。
【００２０】
上述したように、キートップ２１は、透過性を有する材料で形成されている関係上、操作者はキートップ２１を通して、表示領域１１上に表示される選択肢画像１５を視認することができる。操作者は、キートップ２１の背面に表示される選択肢が、自己が所望とする選択肢の内容と一致した場合には、この選択肢が表示されているキートップ２１を押圧操作する。これにより、通常の押しボタンを操作するような自然な操作感覚で、選択肢の選択操作を行うことが可能となる。なお、入力部２０の最背面に配置される基板２２には、キートップ２１と対応した大きさを有する開口が、キートップ２１と位置的に対応して形成されており、表示領域１１上に表示される選択肢画像１５が基板２２によって覆い隠されることがないように工夫されている。
【００２１】
図２および図３に示すように、基板２２において、キートップ２１における短手方向の一方の端部（図中、左端部）側と対応する位置には、第１の波長を有する光（以下「第１波長光」という）を発光する第１波長光源２９が設けられている。また、基板２２において、キートップ２１の短手方向の他方の端部（図中、右端部）側と対応する位置には、第１の波長とは異なる波長を有する光（以下「第２波長光」という）を発光する第２波長光源３０が設けられている。第１波長光源２９と第２波長光源３０との出力は概ね対応するように調整されている。このようなレイアウトにより、キートップ２１を含む領域に第１波長光源２９から第１波長光が出力され、第１波長光はキートップ２１の内部を進行する。また、同様に、キートップ２１を含む領域に第２波長光源３０から第２波長光が出力され、第２波長光はキートップ２１の内部を進行する。
【００２２】
図４は、入力部２０における光検出部３１の近傍を示す拡大側面図である。キートップ２１の内部を進行した二種類の波長を持つ光線は、透過性を有するリブ部２４、および、同じく透過性を有するガイド機構２６の内部にそれぞれ伝達され、ガイド機構２６の一端に設置された断面部２６ａに導かれる。この断面部２６ａには、光の輝度を検出する光検出部３１が設けられており、断面部２６ａに導かれた光の輝度が検出される。
【００２３】
図５は、光検出部３１における信号処理システムを示す、図１に対応する入力装置１の全体構成を示すブロック図である。光検出部３１は、受光素子である第１の光検出部３２と、受光素子である第２の光検出部３３とで構成されている。第１の光検出部３２は、第１波長光に感応し、その光の輝度を検出する検出手段であり、第１波長光の輝度に応じた電気信号を出力する。これに対して、第２の光検出部３３は、第２波長光に感応し、その光の輝度を検出する検出手段であり、第２波長光の輝度に応じた電気信号を出力する。個々の光検出部３２，３３からの電気信号は、それぞれ対応して設けられた信号増幅部３４，３５において増幅され、差分検出部３６に出力される。
【００２４】
差分検出部３６は、第１の光検出部３２からの電気信号の強さから、第２の光検出部３３からの電気信号の信号の強さを減じることにより、第１の光検出部３２からの電気信号の強さと、第２の光検出部３３からの電気信号の信号の強さとの差を算出する。算出された差分は、波長判定部３７に対して出力される。波長判定部３７は、この差分出力が予め設定された閾値よりも正（プラス）方向に大きい場合、中心から第１波長光源２９側の端部に偏重してキートップ２１が押圧操作されたとの判定を行い、押圧操作位置に応じたポジション信号を出力する。一方、波長判定部３７は、差分出力が予め設定された閾値よりも負（マイナス）方向に大きい場合、中心から第２波長光源３０側の端部に偏重してキートップ２１が押圧操作されたとの判定を行い、押圧操作位置に応じたポジション信号を出力する。
【００２５】
ここで、波長判定部３７による判定概念について説明する。再び図２を参照するに、操作者がキートップ２１の長手方向の中心から、どちらかの一方の端部（左端または右端）側に偏重してキートップ２１を押圧操作したことを考える。例えば、中心よりも左端、すなわち、第１波長光源２９側の端部に偏重してキートップ２１を押圧操作した場合、第１波長光源２９からの第１波長光は、操作指Ｆによってその大部分が反射され、キートップ２１の内部へと進行する。一方、第２波長光源３０からの第２波長光は、操作指Ｆが発光位置から離れているため、この操作指Ｆによる反射の影響をほとんど受けない。そのため、第２波長光源３０からの第２波長光は、その一部がキートップ２１の表面境界部分で反射され、キートップ２１の内部へと進行するものの、残りはキートップ２１外に進行する。そのため、キートップ２１の内部では、操作指Ｆに近い第１波長光源２９からの第１波長光が、操作指Ｆから遠い第２波長光源３０からの第２波長光よりも多く進行することとなる。これにより、光検出部３２によって検出される、第１波長光の輝度と、第２波長光の輝度との間には差異が生じる。そのため、光の輝度の大小関係と、第１波長光源２９および第２波長光源３０の位置とに基づいて、操作指Ｆがキートップ２１のどの位置に接触したのかを検出することが可能となる。
【００２６】
このような入力部２０からの複数の信号の組み合わせにより、すなわち、スイッチ２７からのストローク信号（具体的には、操作されたキートップ２１を特定する信号）と、波長判定部３７からのポジション信号（キートップ２１の左右のどちらに偏重して操作されたかを示す信号）との組み合わせにより、特定のキートップ２１の左右どちらの端部側を操作したのかを検出することができる。
【００２７】
再び、図１を参照するに、制御部４０は、入力装置１を制御する機能を担っており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インターフェースを主体に構成されるマイクロコンピュータを用いることができる。制御部４０は、これを機能的に捉えた場合、選択肢表示制御部４１と、選択肢画像記憶部４２と、表示駆動部４３と、信号入力部４４と、選択肢判定部４５と、操作ロジック制御部４６と、外部機器制御部４７とを有する。
【００２８】
選択肢表示制御部４１は、表示部１０の表示領域１１上に表示する選択肢およびその表示位置を決定する。表示領域１１に表示される選択肢は、外部機器２を制御するための制御指令を操作者に選択させるためのものであり、外部機器２の状態に応じて適宜決定することができる。この際、選択肢表示制御部４１は、個々のキートップ２１と位置的に対応するように、選択肢の表示位置を決定する。また、選択肢表示制御部４１は、単一のキートップ２１に対して一つ以上の選択肢（本実施形態では、キートップ２１の左右の端部に相当する位置にそれぞれ１つの選択肢（合計２つの選択肢））を表示することができる。
【００２９】
選択肢画像記憶部４２は、それぞれが異なる選択肢に対応するシンボルを示す複数の画像データが記憶されている。選択肢表示制御部４１は、決定した選択肢に対応した画像データを選択肢画像記憶部４２より読み込むと、この画像データと、この画像データ（すなわち、選択肢）の表示位置とを示す情報を表示駆動部４３に出力する。表示駆動部４３は、選択肢表示制御部４１から出力される画像データとその表示位置との情報に基づいて、表示部１０を駆動することにより、表示領域１１の所定の表示位置に選択肢を示すシンボル（選択肢画像）を表示させる。また、選択肢表示制御部４１は、決定された選択肢の内容と、その表示領域１１上の表示位置とを関連づけた上で、これらの情報を選択肢判定部４５に対して出力する。
【００３０】
信号入力部４４は、入力部２０からの信号が入力されるインターフェースである。入力部２０から出力されるストローク信号およびポジション信号は、信号入力部４４を介して、選択肢判定部４５に入力される。
【００３１】
選択肢判定部４５は、選択肢表示制御部４１から出力された選択肢の表示位置に関する情報と、信号入力部４４を介して入力部２０から出力されたストローク信号およびポジション信号とに基づいて、操作者によって操作されたキートップ２１と、その接触位置とに対応して表示された選択肢を判定する。そして、選択肢判定部４５は、判定された選択肢の内容を操作ロジック制御部４６に対して出力する。操作ロジック制御部４６は、選択肢判定部４５から出力された選択肢の内容に基づいて、論理判定を行い、選択された選択肢の内容に応じた制御信号を外部機器制御部４７に出力する。外部機器制御部４７は、操作ロジック制御部４６から出力された制御信号に基づいて、エアコンやオーディオ、カーナビ等の各種の外部機器２を操作者が選択した選択肢の意図に合わせて制御する。
【００３２】
このような入力装置１において、例えば、一つのキートップ２１に二つの選択肢を割り当てるケースについて説明する。例えば、カーナビゲーションシステムの操作のように、通常では、６個のキートップ２１に対応して表示される選択肢（例えば、目的地）を用いた入力操作を行う。このカーナビゲーションシステムでは、一時的に、電話番号によって目的地の入力操作を行うために、テンキー入力操作を行いたいといった要求がある。テンキーの０〜９、＊、＃を含む１２個の選択肢を用いて入力操作を行いたい場合、すなわち、キートップ２１の総数よりも多い選択肢を表示させる場合には、一つのキートップ２１上に割り当てる選択肢を２つとする。例えば、図３において「＃」および「＊」で示すように、選択肢表示制御部４１は、個々のキートップ２１の長手方向の両端部（左右の端部）に選択肢がそれぞれ表示されるように、選択肢に対応する画像データを選択肢画像記憶部４２から読み出して、表示駆動部４３を介して、表示部１０の表示領域１１上に表示させる。ここで、描画された選択肢画像１５の表示位置に対応して、操作者が、例えば、「＊」記号を選択する場合は、中心より右方向に偏重してキートップ２１を押圧する。一方、操作者が、「＃」記号を選択する場合は、中心より左方向に偏重してキートップ２１を押圧する。この場合、第１波長光源２９および第２波長光源３０から出力された光線は、操作指Ｆの接触位置に応じて、キートップ２１内での反射光量が変化する。これにより、第１波長光源２９および第２波長光源３０の位置と、操作指Ｆとの相対的な位置とによって生じる反射光量の変化に基づいて、一つのキートップ２１における接触位置を検出することができる。そして、このキートップ２１の背面に表示されている複数の選択肢の表示位置を考慮することにより、操作者によって「＃」および「＊」のどちらを選択して操作したのかを検出することができる。
【００３３】
このように本実施形態において、入力装置１は、表示領域に表示される選択肢を選択する装置であり、キートップ２１と、スイッチ２７と、ポジション検出部とを有している。ここで、キートップ２１は、表示領域の上方に配置され、操作者の操作指によって押圧されることによりストローク動作するとともに、透過性を有する操作子である。スイッチ２７は、キートップ２１のストローク動作を検出することにより、ストローク信号を出力する操作子検出部である。ポジション検出部は、キートップ２１における操作指の接触位置を検出することにより、接触位置に応じて異なるポジション信号を出力する機能を担っており、本実施形態では、後述するように、第１波長光源２９と、第２波長光源３０と、第１の光検出部３２および第２の光検出部３３を含む光検出部３１と、差分検出部３６と、波長判定部３７とがこれに該当する。ここで、入力装置１は、スイッチ２７から出力されるストローク信号と、ポジション検出部（具体的には、波長判定部３７）から出力されるポジション信号との組み合わせに応じて、それぞれが異なる複数の信号パターンを出力する。
【００３４】
かかる構成によれば、単一のキートップ２１の操作であっても、その接触位置に応じて異なる信号パターンを出力することができる。これにより、単一のキートップ２１の操作に、単一の入力機能のみならず、複数の入力機能を割り当てることが可能となり、入力機能の向上を図ることができる。また、複数の入力に対応して操作子をそれぞれ設ける必要がないので、操作面積を減少させることがなく、操作性・操作感の向上を図ることができる。
【００３５】
また、本実施形態において、入力装置１は、表示部１０と、選択肢判定部４５とをさらに有している。ここで、表示部１０は、複数の選択肢を表示領域１１に表示する。選択肢判定部４５は、スイッチ２７から出力されるストローク信号と、ポジション検出部から出力されるポジション信号との組み合わせに応じて、表示領域１１に表示されている複数の選択肢のうち、操作指Ｆの接触位置と位置的に対応して表示されている選択肢を判定する。この場合、キートップ２１は、複数の選択肢が表示される表示領域１１をカバーするように、表示部１０の上方に配置される。
【００３６】
かかる構成によれば、一つのキートップ２１がカバーする表示領域１１に異なる選択肢が表示される。そして、ストローク信号と、ポジション信号との組み合わせに応じて、単一のキートップ２１の操作から、表示領域１１に表示されている複数の選択肢のうち、操作指Ｆの接触位置と位置的に対応して表示されている選択肢を判定することができる。これにより、単一のキートップ２１の操作であっても、複数の選択肢の中から、任意の選択肢を選択することが可能となり、入力機能の向上を図ることができる。
【００３７】
ここで、本実施形態において、ポジション検出部は、複数の光出力部と、光検出部３１と、接触位置判定部とを主体に構成されている。複数の光出力部は、それぞれが異なる波長を有する光を、異なる位置から、少なくともキートップ２１を含む領域に対して出力するものであり、本実施形態では、第１波長光源２９と、第２波長光源３０とがこれに該当する。光検出部３１は、それぞれが異なる波長の光に感応する複数の受光素子、本実施形態では、第１の光検出部３２および第２の光検出部３３を有し、キートップ２１の内部を進行する光の輝度を検出する。接触位置判定部は、第１の光検出部３２および第２の光検出部３３のそれぞれによって受光された光の輝度と、第１波長光源２９および第２波長光源３０の位置と0に基づいて、キートップ２１における操作指Ｆの接触位置を判定するものであり、本実施形態では、差分検出部３６と波長判定部３７とがこれに該当する。
【００３８】
かかる構成によれば、操作指Ｆに当たって反射される光線を、第１波長光源２９および第２波長光源３０のそれぞれの波長に感応する第１の光検出部３２および第２の光検出部３３によって検出し、反射光の中に含まれるそれぞれの波長の光成分の輝度の比較によって、キートップ２１上に接触している操作指Ｆの位置が検出される。これにより、キートップ２１表面に操作指の近接を検出する電極等を設置する必要がなく、操作指Ｆの接触位置の検出を簡素な構成で実現することができる。また、本実施形態の手法によれば、キートップ２１の透明性を損なう虞が少ないので、表示領域１１に表示される選択肢の視認性の向上を図ることができる。
【００３９】
ここで、光出力部のそれぞれは、上述した実施形態において、第１波長光源２９および第２波長光源３０で示すように、キートップ２１の背面側から発光する光源で構成することが好ましい。かかる構成により、上述した作用・効果を簡素な構成で実現することができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図６は、本発明の第２の実施形態にかかる入力装置１の説明図であり、第１の実施形態に示した図２に対応する図である。図７は、本発明の第２の実施形態にかかる入力装置１の説明図であり、第１の実施形態に示した図３に対応する図である。本実施形態にかかる入力装置１が第１の実施形態のそれと相違する点は、表示部１０の表示領域１１上に表示される選択肢画像１５の背景を二種類の異なる波長を出力する画像パターン（すなわち、異なる色の画像パターン）によって構成している点である。なお、本実施形態にかかる入力装置の基本的なシステム構成は、第１の実施形態のそれと同じであり、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いることとし、その詳細な説明は省略する。
【００４１】
キートップ２１の背面に相当する表示領域１１に二つの選択肢を割り当てようとする場合、選択肢表示制御部４１は、選択肢画像記憶部４２に記憶された、二つの選択肢の背景を異なる波長（第１の波長および第２の波長）の光、すなわち、異なる背景色の画像パターンと対応する画像データを読み出して、表示駆動部４３を介して、表示領域１１に表示する。これにより、キートップ２１の背面に相当する表示領域１１には、第１波長光で表示される画像パターン１６と、第２波長光で表示される画像パターン１７とが表示される。例えば、図７に示したように、選択肢表示制御部４１は、選択肢「＃」および選択肢「＊」の背景に、二つの異なる波長によって構成される円形状の画像パターンを１６，１７描画する。これらの第１波長光で表示される画像パターン１６と第２波長光で表示される画像パターン１７とから照射された光線は、操作指Ｆに反射し、キートップ上の操作指の接触位置に応じてキートップ２１内を進行する。
【００４２】
このように本実施形態において、光出力部のそれぞれが、表示領域１１上に表示される画像パターンで構成されている。かかる構成によれば、選択肢を表示する表示部１０の表示領域１１上の画像パターンを用いて、それぞれが異なる波長を有する光を、異なる位置から、少なくとも前記操作子を含む領域に対して出力することが可能となる。これにより、操作指Ｆの接触位置の検出を一層簡素な構成で実現することができる。また、本実施形態の手法によれば、キートップ２１の透明性を損なう虞が少ないので、表示領域１１に表示される選択肢の視認性の向上を図ることができる。
【００４３】
なお、第１または第２の実施形態では、接触位置の検出にあたり、波長を異ならせることにより、個々の光出力部からの光線に特異性を備える構成であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、光源または画像パターンのそれぞれから出力される光を、異なる周波数で明滅さることにより、個々の光出力部からの光線に特異性を備えさせてもよい。
【００４４】
具体的には、基板２２において、キートップ２１における短手方向の一方の端部側と対応する位置には、第１の周波数で明滅する光を発光する第１周波数光源２９ａが、第１波長光源２９の代わりに設けられる（図２参照）。また、基板２２において、キートップ２１の短手方向の他方の端部側と対応する位置には、第１の周波数とは異なる周波数で明滅する光を発光する第２周波数光源３０ａが、第２波長光源３０の代わりに設けられている（図２参照）。これにより、キートップ２１の内部を進行した二種類の周波数を持つ光線は、透過性を有するリブ部２４、および、同じく透過性を有するガイド機構２６の内部にそれぞれ伝達され、ガイド機構２６の一端に設置された断面部２６ａに導かれる。この断面部２６ａには、光検出部５０が設けられている。
【００４５】
図８は、光検出部５０における信号処理システムを示す、図１に対応する入力装置１の全体構成を示すブロック図である。光検出部５０は、光の輝度を検出する検出手段であり、輝度に応じた電気信号を出力する。光検出部５０からの電気信号は、信号増幅部５１において増幅され、周波数判定部５２に出力される。
【００４６】
周波数判定部５２は、光検出部５０からの電気信号の強さの周期変化に基づいて、その信号の周期変化が、第１周波数光源２９ａの周波数に対応しているか、或いは、第２周波数光源３０ａの周波数に対応しているかを判定する。そして、周波数判定部５２は、信号の周期変化が第１周波数光源２９ａの周波数に対応している場合、中心から第１周波数光源２９ａ側の端部に偏重してキートップ２１が押圧操作されたとの判定を行い、押圧操作位置に応じたポジション信号を出力する。一方、周波数判定部５２は、信号の周期変化が第２周波数光源３０ａの周波数に対応している場合、中心から第２周波数光源３０ａ側の端部に偏重してキートップ２１が押圧操作されたとの判定を行い、押圧操作位置に応じたポジション信号を出力する。
【００４７】
キートップ２１の内部では、操作指Ｆに近い光源からのが、操作指Ｆから遠い光源からの光よりも多く進行することとなる。これにより、光検出部５０によって検出される、第１の周波数の光の輝度と、第２の周波数の光の輝度との間には差異が生じるため、特徴的に現れる輝度の変化周期に基づいて、操作指Ｆがキートップ２１のどの位置に接触したのかを検出することが可能となる。
【００４８】
このような記載から分かるように、第１または第２の実施形態に示すポジション検出部は、以下に示すような、光出力部と、光検出部５０と、周波数判定部５２とを備える構成であってもよい。ここで、光出力部は、それぞれが異なる周波数で明滅する光を、異なる位置から、少なくともキートップ２１を含む領域に対して出力する。ここで、光出力部としては、図２に示すように、周波数に応じて明滅する光源２９ａ，３０ａを用いてもよく、また、図６または図７に示すように、表示領域１１に表示される画像パターン１６，１７に代えて、周波数に応じて明滅する画像パターン１６ａ，１７ａを用いてもよい。光検出部５０は、キートップ２１の内部を進行する光の輝度を検出する。周波数判定部５２は、光検出部５０によって検出された光の輝度の変化周期に基づいて、キートップ２１における操作指Ｆの接触位置を判定する。
【００４９】
かかる構成によれば、波長のみならず、周波数を変化させることによってもキートップ２１における接触位置を検出することができるので、上述した実施形態と同様の効果をそうするとともに、その検出手法にバリエーションを持たせることができる。
【００５０】
（第３の実施形態）
図９は、本発明の第３の実施形態にかかる入力装置１の説明図である。上述した各実施形態では、入力部２０を複数のキートップ２１によって構成する場合、個々のキートップ２１に対応して、操作指Ｆの接触位置を検出するための光検出部３１を設けることを前提としている。しかしながら、コスト低減の観点から、複数のキートップ２１を配置する場合には、光検出部３１を共有してもよい。具体的には、図９に示すように、各キートップ２１のストローク動作をガイドするとともに、キートップ２１内の反射光を光検出部３１へと導くガイド機構２６ｂを、複数のキートップ２１によって共有されるように配置する。そして、このガイド機構２６の中心に光検出部３１を設置する。
【００５１】
このように本実施形態によれば、光検出部３１は、複数のキートップ２１の内部をそれぞれ進行した光を集約して検出する導光部材としてガイド機構２６ｂを備えている。かかる構成によれば、複数のキートップ２１からの反射光を一箇所の受光素子で検出可能とすることができ、構成部品の増加を抑制することができる。
【００５２】
なお、上述した実施形態では、単一のキートップ２１に対して２つの選択肢を割り当てるケースについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の選択肢を割り当ててもよい。ただし、キートップ２１における操作指Ｆの接触位置の検出は、検出光を出力する光出力手段と、操作指Ｆの接触位置との関係に依存するため、互いに異なる位置に配置された光出力手段からの光線が干渉することのないように、ある程度離間して配置されるような工夫を施すことが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の実施形態に係る入力装置１の全体構成を示すブロック図
【図２】入力装置１の表示部１０および入力部２０の内部構成を側面側から示す説明図
【図３】入力装置１の表示部１０および入力部２０の正面図
【図４】入力部２０における光検出部３１の近傍を示す拡大側面図
【図５】光検出部３１における信号処理システムを示す、図１に対応する入力装置１の全体構成を示すブロック図
【図６】第２の実施形態にかかる入力装置１の説明図
【図７】第２の実施形態にかかる入力装置１の説明図
【図８】光検出部５０における信号処理システム
【図９】第３の実施形態にかかる入力装置１の説明図
【符号の説明】
【００５４】
Ｆ    操作指
１    入力装置
２    外部機器
１０    表示部
１１    表示領域
１２    液晶表示パネル
１３    バックライト
１５    選択肢画像
１６    画像パターン
１６ａ  画像パターン
１７    画像パターン
１７ａ  画像パターン
２０    入力部
２１    キートップ
２２    基板
２３    操作パネル
２４    リブ部
２５    切り欠き部
２６    ガイド機構
２６ａ  断面部
２６ｂ  ガイド機構
２７    スイッチ
２８    可動部
２９    第１波長光源
２９ａ  第１周波数光源
３０    第２波長光源
３０ａ  第２周波数光源
３１    光検出部
３２    第１の光検出部
３３    第２の光検出部
３４    信号増幅部
３５    信号増幅部
３６    差分検出部
３７    波長判定部
３８    サブ操作部
４０    制御部
４１    選択肢表示制御部
４２    選択肢画像記憶部
４３    表示駆動部
４４    信号入力部
４５    選択肢判定部
４６    操作ロジック制御部
４７    外部機器制御部
５０    光検出部
５１    信号増幅部
５２    周波数判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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